Водяной пар в атмосфере
В воздухе всегда есть водяной пар. Водяной пар - это бесцветный невидимый газ. Облака состоят из дрибнисиньких капелек воды и является результатом перехода водяного пара из газообразного состояния в жидкое - в воду. Такой переход газа в жидкость называется конденсацией, а обратный переход жидкой воды в водяной пар называется испарения. Конденсация и испарение тесно связаны с изменениями температуры воздуха.
Определенный объем пространства - пустого или заполненного воздухом, может вместить в себя только соответствующее количество водяного пара. Поэтому испарение будет продолжаться только до тех пор, пока водяной пар не достигнет состояния насыщенности, то есть такого состояния, когда это пространство уже не в состоянии впитать больше влаги.
Оказывается, что количество водяного пара, которая нужна для того, чтобы "насытить" ею пространство, не всегда одинакова - она меняется в зависимости от изменения температуры воздуха. Чем выше температура, тем больше нужно водяного пара чтобы насытить данное пространство.
При температуре ниже 0 ° С вода в атмосфере может находиться не вдвоем, а в трех состояниях - газообразном (водяной пар), жидком (вода) и твердом (лед). Жидкие капли могут плавать в воздухе даже при отрицательной температуре, то есть ниже 0 ° С, все-таки не замерзая; в этом случае вода будет находиться в переохлажденном состоянии, хотя, как правило, она начинает замерзать уже при 0 ° С. При морозе конденсация очень усложняется из-за способности льда притягивать к себе влагу.
При температуре 10 ° С мороза 1 м 3 воздуха, когда нет поблизости льда, может содержать до 2,35 г водяного пара. Если же в этот объем воздуха внести кусок льда, то на его поверхности начинает образовываться белый снежный налет и количество водяного пара в воздухе уменьшится до 2,19 г. Таким образом, при морозе емкость пространства для водяного пара зависит не только от температуры, а и от того, сталкивается этот воздух со льдом или нет. В присутствии льда эта емкость уменьшается, и воздух насыщается меньшим количеством водяного пара.
Атмосферные осадки и их образование
Атмосферные осадки - это вода в жидком и твердом состоянии, что выпадает из облаков, а также та, которая выделяется из воздуха на земную поверхность и на предметы. Из облаков атмосферные осадки выпадают в виде дождя, снега, крупы, града, тумана, мокрого снега, ледового дождя. С воздуха выделяются на почве на наземные предметы роса, жидкий налет, иней, твердый налет, туман. К атмосферным осадкам принадлежит также гололид.
Облака состоят из очень мелких капелек воды или кристаллов льда, плавающих в воздухе. Эти капельки и кристаллики так мало, что под действием веса только медленно опускаются.
Когда облачные капли и кристаллы увеличиваются и становятся тяжелее, они начинают падать быстрее, и из облака выпадает дождь или снег. Основным условием образования осадков является одновременное наличие в воздухе твердой, жидкой и газообразной воды, которая находится в смешанных облаках. Капельки в облаках могут храниться в жидком состоянии и при температуре ниже 0 ° С, но чаще при низких температурах образуются кристаллики льда или снежинки. При температуре от -7 до -18 ° С облака состоят одновременно с ледовых кристалликов и водяных капель. Достигая размеров от 0,05 до 0,1 мм, капельки воды в облаках не могут больше находиться в воздухе и падают на землю в виде атмосферных осадков.
При отрицательных температурах водяные капельки испаряют влагу, а ледовые кристаллики конденсированных ее. Увеличиваясь, они горят, присоединяя к себе другие капельки воды, которые приморожуються кристаллам. Зимой такие кристаллики падают на земную поверхность в виде снега или крупы, а летом в результате таяния в нижних слоях атмосферы - в виде дождевых капель различной величины (диаметром от 0,05 до 7 мм). Во время грозы они могут выпадать в виде града.
